激光在生物医学领域的应用
2006/9/5/14:58 来源：Photonics
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激光由于其良好的一致性，单色性、准直性等特点，自从其出现以来就一直对生物医学的发展起着十分重要的作用。在医学领域，激光技术已经渗透到基础和临床的许多学科和专业之中，并对医学的发展起着重大的促进作用。特别是近年来，激光医学在国内外取得了长足的发展，利用激光对生物组织的作用机制在医学上的应用十分广泛，如：光凝固（Photocoagulation）、光消融（Photoablation）、生物刺激（Biostimulation）、激光碎石（Laser lithotripy）、诊疗肿瘤（Destroying tumor）等。
◆激光在心血管中的应用
激光在心血管中的应用主要体现在两个方面，即血管的选择性破坏和血管重建术。激光用于血管的选择性破坏在理论和应用方面已经取得一些突破性进展，美国激光于血管曲张治疗中心研究得知940nm的激光具有较深的穿透性，以及对血红素较好的吸收特性，对水的最佳吸收特性以及对黑色素最小的吸收。利用该波长的激光器对血管曲张的治疗达到了很好的疗效。激光心肌血管重建术是目前替代常规方法治疗心脏病的一种有效手段，它利用激光于心肌组织作用产生的热效应，用高强度激光束在缺血的心区域内打数个微孔，通过这些微孔把心腔中的血液引向缺血的心肌区域，改善心肌血液微循环以达到治疗的目的。
◆激光在肿瘤中的应用
利用激光的光动力学法来治疗肿瘤是世界各国科学家研究的一个热门课题，在英国已经获得初步的成功。它是将病人先注入某种光敏药物，它与癌细胞亲合力强，而与正常细胞亲合力弱，当激光一遇到药物，即被吸收引起药物光化学反应，生出单质氧，是肿瘤组织内的细胞产生强烈的氧化反应，使生物分子链发生断裂，切断肿瘤供血并将其分裂成碎片气化。此方法可以大大减少正常细胞遭破坏的危险。
◆激光在眼科中的应用
激光手术是理想的治疗近视的高科技手段，其集计算机、激光、生物医学工程技术于一体，利用准分子激光束能量高，穿透性极弱，切削准确，重复性好的特点，准确地切削角膜前层组织，降低屈光度以达到矫正近视的目的，该手术对周围组织及深层眼内结构无影响，具有切削整齐光洁、精确性高、预测性强、稳定性好、合并症极少等特点，患者手术中无痛苦，不需住院，不影响正常的工作、生活，是治疗近视理想的手术方法。全世界已经有几百万近视患者通过手术摘掉了眼镜。
◆激光在皮肤科的应用
激光在皮肤科主要应用于激光治疗红斑、激光除皱、激光除痣和文身及对损伤皮肤的修复等等。据报道，德国慕尼黑的科学家们经过大量的试验发现，308nm的激光在治疗牛皮癣和白癜风方面，较传统的方法取得了满意的成果和减少了正常皮肤的老化。正在美国和澳大利亚进行的临床试验表明，用脉冲式高能量的固体激光器，可消除脸部的皱纹、疤痕及其它皮肤缺陷，在900人参加的试验中，90％的人消除了脸部75％的皱纹。
◆激光在中医治疗学中的应用
传统的中医学与激光技术和其它先进科学技术相结合，形成一门新兴的交叉学科－光子中医学。根据激光对生物组织的弱刺激作用和生物组织的超微发光特性，在利用激光针灸、激光血管内照射和对生物超微发光的检测来诊断和治疗疾病方面，已经取得了许多的成果。
此外，激光碎石技术在生物医学领域的应用也日趋成熟。目前，很多的医疗机构采用YAG激光器输出的532nm激光为光源，通过光纤将其传导入人的鼻咽管中，利用激光较强的功率密度将其中的结石等堵塞物破碎以及气化，从而顺利实现腔道的疏通与清理，该技术也可应用于尿道结石的治疗。与传统的手术治疗方法相比，该技术简单易行，对病人的创伤较小，越来越收到人们的重视和广泛的应用。
◆光镊及细胞手术系统
80年代中期，贝尔实验室的Arthur Ashkin发现一束连续波低功率（1W以下）激光能“捕捉”单个细胞和原生动物。对于特定频率的激光，足够小的透明物体会折射入射的光束，使路径偏折，折射的结果是动量从激光传递给了目标。如果激光光束与目标的几个关系布置正确，传递给目标的动量就会把目标向着入射的光束拉动，从而激光就能把目标移动。这束微小光束如同一把极细微的镊子，将细微颗粒捏住，因此形象地称之为激光光镊。在使用激光光镊的同时，第二束激光作为解剖刀或剪刀，则可以在细胞器上进行精细的外科手术。
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